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文檔簡介
人教版必修第三冊實驗
實驗一導體電阻率的測量...............................................-1-
實驗二練習使用多用電表..............................................-12-
實驗三電源電動勢和內(nèi)阻的測量........................................-20-
實驗一導體電阻率的測量
「注意事項」
1.螺旋測微器的使用
(1)構(gòu)造:如圖所示,B為固定刻度,E為可動刻度。
(2)原理:測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5mm,即旋鈕
D每旋轉(zhuǎn)一周,F(xiàn)前進或后退0.5mm,而可動刻度E上的刻度為50等份,每轉(zhuǎn)動
一小格,F(xiàn)前進或后退0.01mm,即螺旋測微器的精確度為0.01mm。讀數(shù)時估讀
到毫米的千分位上,因此,螺旋測微器又叫千分尺。
(3)讀數(shù)
測量值(mm)=固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)+可動刻度數(shù)
(估讀一位)X0.01(mm)。
如圖所示,固定刻度示數(shù)為2.0mm,半毫米刻度線未露出,可動刻度上的示
數(shù)為15.0,最后的讀數(shù)為2.0mm+15.0X0.01mm=2.150mm0
2.游標卡尺
游標卡尺的讀數(shù)應(yīng)注意以下幾點
(1)第一看一看清精確度
刻度格每小格與精確度
刻度總長度
數(shù)(分度)1mm的差值(可精確到)
109mm0.1mm0.1mm
2019mm0.05mm0.05mm
5049mm0.02mm0.02mm
如圖甲所示。
0cm12
I????Ii???I?i_?iI>??iI???)
Ii1I|
0510
甲
易錯讀成11mm+4X0.1mm=11.40mm
正確的讀數(shù)應(yīng)為11.4mm,游標卡尺不需要估讀,后面不能隨意加?;蛉?。
(2)第二看一游標尺上的零刻度線位置,區(qū)分零刻度與標尺最前端。如圖乙所
7J\o
123cm
IIIIT.3目山川UWMJJJIU
o1020
乙
易錯讀成13mm+10X0.05mm=13.50mm
正確的讀數(shù)應(yīng)為14mm+10X0.05mm=14.50mm。
(3)第三看一主尺上的單位
主尺上標識的1、2、3等數(shù)字通常是指厘米,讀數(shù)時應(yīng)將毫米和厘米分清,
游標卡尺主尺上的最小刻度是1mm。如圖丙所示。
5cm67
11,1,1111,1,1,11IIIIillIIllIlli
III111111111111111111
05101520
丙
易錯讀成5mm+4X0.05mm=5.20mm
正確的讀數(shù)應(yīng)為50mm+4X0.05mm=50.20mm。
3.電流表和電壓表的讀數(shù)
(1)若刻度盤上每一小格為1、01、0.01、…時,需估讀到最小刻度值的下一位。
(2)若刻度盤上每一小格為2、0.2、0.02、5、0.5>0.05、…時,只需估讀到最
小刻度值的位數(shù)。
4.伏安法測電阻的電路選擇
R<NRVRA時,用電流表外接法;R>\RVRA時,用電流表內(nèi)接法。
5.測量金屬的電阻率
(1)先測直徑,再連接電路。應(yīng)該把所測量的待測金屬絲的兩個端點之間的長
度接入電路。
(2)本實驗中被測金屬絲的電阻值較小,應(yīng)采用電流表外接法。
(3)開關(guān)S閉合前,滑動變阻器的阻值要調(diào)至最大。
(4)電流不宜太大(電流表用0-0.6A量程),通電時間不宜太長,以免金屬絲
溫度升高,導致電阻率在實驗過程中變大。
「誤差分析」
1.測量金屬絲直徑、長度以及電流、電壓帶來誤差。
2.電路中電流表及電壓表對電阻測量的影響,因為電流表外接,所以RgR
其,由R—p~^,知psij<p真。
3.通電電流過大,時間過長,致使電阻絲發(fā)熱,電阻率變化帶來誤差。
考點1基本測量儀器的讀數(shù)
典例(1)如圖甲所示的三把游標卡尺,它們的游標尺從上至下分別為9mm長
10等分、19mm長20等分、49mm長50等分,它們的讀數(shù)依次為mm、
mm、mm?
(2)使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖乙所示,則金屬絲的直徑是
________mm0
(3)①如圖丙所示的電表使用0—0.6A量程時,對應(yīng)刻度盤上每一小格代表
A,圖中表針示數(shù)為A;當使用0?3A量程時,對應(yīng)刻度盤中每
一小格代表A,圖中表針示數(shù)為Ao
②如圖丁所示的電表使用較小量程時,每小格表示V,圖中表針示數(shù)
為V。若使用的是較大量程,則表盤刻度每小格表示V,圖中表
針示數(shù)為V,
丙丁
【自主解答】
解析:(1)題圖甲中最上面圖的讀數(shù):整毫米是16,不足1毫米數(shù)是7X0.1mm
=0.7mm,最后結(jié)果是16mm+0.7mm=16.7mm。
中間圖的讀數(shù):整毫米是23,不足1毫米數(shù)是17X0.05mm=0.85mm,最后
結(jié)果是23mm+0.85mm=23.85mm。
最下面圖的讀數(shù):整毫米是3,不足1毫米數(shù)是7X0.02mm=0.14mm,最后
結(jié)果是3mm+0.14mm=3.14mm。
(2)固定刻度示數(shù)為1.0mm,不足半毫米的從可動刻度上讀,其示數(shù)為15.0,
最后的讀數(shù)為1.0mm+15.0X0.01mm=1.150mmo
(3)①使用0?0.6A量程時,刻度盤上的每一小格為0.02A,表針示數(shù)為0.44
A;當使用0?3A量程時,每一小格為0.1A,表針示數(shù)為2.20A。
②電壓表使用0?3V量程時,每小格表示0.1V,表針示數(shù)為1.70V;使用
較大量程時,每小格表示0.5V,表針示數(shù)為8.5Vo
答案:(1)16.723.853.14(2)1.150(1.149-1.151均可)(3)①0.020.44
0.12.20(2.19~2.21均可)②0.11.70(1.69?1.71均可)0.58.5
考點2儀器的選取和電路設(shè)計
典例在“測定金屬的電阻率”的實驗中,被測金屬絲的電阻大約為6。,先用
刻度尺測出金屬絲的長度/以及金屬絲的直徑M接著用伏安法測出金屬絲兩端的
電壓U和通過金屬絲的電流/,計算出它的電阻,再根據(jù)電阻公式計算出該金屬材
料的電阻率。
在用伏安法測定金屬絲的電阻時,除被測金屬絲外,還有如下供選擇的實驗
器材:
直流電源及電動勢約為4.5V,內(nèi)阻很?。?/p>
電流表Ai:量程0?0.6A,內(nèi)阻為0.125C;
電流表A2:量程0?3A,內(nèi)阻為0.025Q;
電壓表V]:量程0?3V,內(nèi)阻為3kC;
電壓表V2:量程0?15V,內(nèi)阻為15kQ;
滑動變阻器用:最大阻值10Q,允許通過的最大電流為0.2A;
滑動變阻器心:最大阻值20Q,允許通過的最大電流為1.0A;
開關(guān),導線若干。
要求有較高的測量精度,并能測得多組數(shù)據(jù)。
(1)在可供選擇的器材中,應(yīng)該選用的電流表是,應(yīng)該選用的電壓表
是,應(yīng)該選用的滑動變阻器是-(均填器材符號)
(2)根據(jù)所選的器材,在如圖所示的虛線框中畫出實驗電路圖。
(3)用測得的物理量表示電阻率的表達式為p=.(用字母表示)。
【自主解答】
解析:(1)電源電動勢約為4.5V,被測金屬絲的電阻約為6Q,干路中的最大
電流約為0.75A,為使電表讀數(shù)誤差較小,故電流表選Ai,電壓表選Vi,滑動變
阻器Ri允許通過的最大電流0.2A太小,所以滑動變阻器選/?2。
(2)待測金屬絲的電阻較小,電流表應(yīng)采用外接法,要求能測得多組數(shù)據(jù),故
滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法,電路圖如圖所示。
⑶由區(qū)=號及R=p(,又5=兀e=今",得
U7rd2
RS7'~Und1
p="r=~r=F。
答案:(1)A|V1&(2)見解析圖⑶需
【技法總結(jié)】
電流表內(nèi)、外接法的比較及選取
(1)電流表、電壓表測電阻兩種方法的比較
電流表內(nèi)接法電流表外接法
_@——
電路圖C凡
——@-----[=□-------@-4—<=3
誤差原因電流表分壓U;?ij—UX~\~UK電壓表分流/測=/x+/v
R測一聲一心+心>&?,測量值-5RxRvc、而且/士
電阻的R測—j—pip<Rv,測里值
/測/測Kx-vK\
蒯量值
大于真實值小于真實值
適用條件HA《RRv》Rr
(2)兩種接法的選擇
①阻值比較法:先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內(nèi)阻進行比較,若
R較小,宜采用電流表外接法;若R較大,宜采用電流表內(nèi)接法。簡單概括為“大
內(nèi)偏大,小外偏小”。
②臨界值計算法
R、RRVRA時,用電流表外接法;
RQ'RVRN時,用電流表內(nèi)接法。
③實驗試探法:按如圖所示連接好電路,讓電壓表的一根接線柱P先后與
b處接觸一下,如果電壓表的示數(shù)有較大的變化,而電流表的示數(shù)變化不大,則可
采用電流表外接法;如果電流表的示數(shù)有較大的變化,而電壓表的示數(shù)變化不大,
則可采用電流表內(nèi)接法。
O———II——I--t—O
R,1:
考點3數(shù)據(jù)分析與誤差分析
典例(2019?江蘇高考)某同學測量一段長度已知的電阻絲的電阻率。實驗操作如
下:
(1)螺旋測微器如圖甲所示。在測量電阻絲的直徑時,先將電阻絲輕輕地夾在
測砧與測微螺桿之間,再旋動(選填或"C”),直到聽到“喀喀”
的聲音,以保證壓力適當,同時防止螺旋測微器的損壞。
(2)選擇電阻絲的(選填“同一”或“不同”)位置進行多次測量,取其
平均值作為電阻絲的直徑。
(3)圖乙中&為待測電阻絲。請用筆畫線代替導線,將滑動變阻器接入圖丙實
物電路中的正確位置。
(4)為測量心,利用圖乙所示的電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器測得5組電壓5和電流
人的值,作出的關(guān)系圖像如圖丁所示。接著,將電壓表改接在a、8兩端,
測組電壓。2和電流/2的值,數(shù)據(jù)見下表:
UdV0.501.021.542.052.55
/2/mA20.040.060.080.0100.0
請根據(jù)表中的數(shù)據(jù),
⑸由此,可求得電阻絲的電阻R.\=Q。根據(jù)電阻定律可得到電阻絲
的電阻率。
【自主解答】
解析:(1)旋轉(zhuǎn)微調(diào)旋鈕C。
(2)電阻絲的粗細不一定均勻,為保證測量結(jié)果準確,應(yīng)在不同位置測量直徑,
然后取平均值作為測量值。
(3)滑動變阻器采用分壓式接法接入電路,注意線不能交叉,如圖甲所示。
甲
(4)將所給的5組數(shù)據(jù)標注在U-I圖像中,用過原點的直線把它們連在一起,
+R),由作出的02-拉圖線的斜率可得三=25.50。故凡=(49.0—25.5)0=23.5。。
答案:(1)C(2)不同(3)見解析圖甲(4)見解析圖乙(5)23.5(23.0?24.0均
可)
考點4實驗的改進與創(chuàng)新
典例國標(GB/T)規(guī)定自來水在15c時的電阻率應(yīng)大于13Q-mo某同學利用
圖甲電路測量15c自來水的電阻率,其中內(nèi)徑均勻的圓柱形玻璃管側(cè)壁連接一細
管,細管上加有閥門K以控制管內(nèi)自來水的水量,玻璃管兩端接有導電活塞(活塞
電阻可忽略),右活塞固定,左活塞可自由移動。實驗器材還有:電源(電動勢約為
3V,內(nèi)阻可忽略),電壓表Vi(量程為0?3V,內(nèi)阻很大),電壓表V2(量程為0-3
V,內(nèi)阻很大),定值電阻R(阻值4kQ),定值電阻用(阻值2kC),電阻箱R(最大
阻值9999Q),單刀雙擲開關(guān)S,導線若干,游標卡尺,刻度尺。
乙丙
實驗步驟如下:
A.用游標卡尺測量玻璃管的內(nèi)徑必
B.向玻璃管內(nèi)注滿自來水,并用刻度尺測量水柱長度L;
C.把S撥到1位置,記錄電壓表VI示數(shù);
D.把S撥到2位置,調(diào)整電阻箱阻值,使電壓表V2示數(shù)與電壓表Vi示數(shù)相
同,記錄電阻箱的阻值R
E.改變玻璃管內(nèi)水柱的長度,重復實驗步驟C、D,記錄每一次水柱長度L
和電阻箱阻值R;
F.斷開S,整理好器材。
(1)測量玻璃管的內(nèi)徑4時,游標卡尺示數(shù)如圖乙所示,則“=mm。
(2)玻璃管內(nèi)水柱的電阻R的表達式為R,=(用吊、足、R表示)。
(3)利用記錄的多組水柱長度L和對應(yīng)的電阻箱阻值R的數(shù)據(jù),繪制出如圖丙
所示的總關(guān)系圖像。自來水的電阻率。=Q-m(結(jié)果保留2位有效數(shù)
字)。
(4)本實驗中若電壓表Vi內(nèi)阻不是很大,則自來水電阻率的測量結(jié)果將
(選填“偏大”“不變”或“偏小”)。
【自主解答】
解析:(1)根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則,玻璃管的內(nèi)徑d=30mm+OXO.O5mm=
30.00mm。
(2)把S撥到1位置,記錄電壓表Vi示數(shù),得到通過水柱的電流力=看,由閉
合電路歐姆定律,有E=U+^-RxO把S撥到2位置,調(diào)整電阻箱阻值,使電壓表
AI
V2示數(shù)與電壓表V1示數(shù)相同,記錄電阻箱的阻值R,得到該支路的電流/2=號,
由閉合電路歐姆定律,有E=U+&i2,聯(lián)立解得尺=警。
1\K
⑶由電阻定律R=fk,凡=警,聯(lián)立解得總關(guān)系圖線的
JI\pLL
斜率k=OAX
,八3八,RiR2s。7vd2.、pRiRind2,,八
10'Q?m,k=~,S=4,代v入數(shù)據(jù)解仔p——14Q-m。
(4)本實驗中,若電壓表Vi內(nèi)阻不是很大,則通過水柱的電流/1大于測量值,
得到>號,即自來水電阻的測量值偏大,自來水電阻率的測量結(jié)果將偏大。
答案:⑴30.00Q)窄(3)14⑷偏大
【核心歸納】
“測定金屬的電阻率”的實驗核心是導線電阻的測量,除伏安法外,本實驗
的主要創(chuàng)新點體現(xiàn)在測量目的、測量方法等,要注意實驗原理、實驗手段的遷移。
常見創(chuàng)新視角如下:
(1)實驗原理的創(chuàng)新
教材中的實驗是測量金屬絲的電阻率,可以采用教材實驗的原理測定導線的
長度或?qū)Ь€的電阻。
(2)實驗器材的創(chuàng)新
①實驗中若沒有螺旋測微器測電阻絲的直徑,可將電阻絲緊密纏繞在圓柱形
鉛筆上30?50匝,測總長度,然后求出直徑。
②還可以把電壓表、電流表更換為電壓、電流傳感器。
(3)測量對象的創(chuàng)新
可以將測量金屬絲的電阻率,改為測量圓柱體金屬、圓桶形薄片、電解液等
的電阻率。
實驗二練習使用多用電表
i.r解多用電表的構(gòu)造和原理.掌握多用電表的
實驗使用方法
目的2.會使用多用電表測電壓、電流及電阻
3.會用多用電表探索黑箱中的電學元件
表
頭
指根據(jù)閉合電路歐姆定律
針
實驗⑴當紅、黑表筆短接時./*=
定s
思路A?+A+r
位⑵當被測電阻H接在紅、黑表筆兩端時.
螺
歐/=—£—
絲
姆Rf,+R+r+Rx
選
調(diào)(3)當/中二/4時.中值電阻凡產(chǎn)4+/?+/,
零
擇
旋
開此電阻等于多用電表的內(nèi)阻
鈕
關(guān)
實驗多用電表、電學黑箱、克流電源、開關(guān)、導線若
器材干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、中、小)三個
纖
表
筆I.測量定值電阻
⑴機械調(diào)零:調(diào)整指針定位螺絲,使指針指向左端的零位置
⑵根據(jù)被測電阻的估計限值,選擇合適的擋位,把兩表筆短
接.進行歐姆調(diào)零
⑶將被測電阻接在兩表筆之間,待指針穩(wěn)定后讀數(shù)
進行(4)改變選擇開關(guān)擋位時,需重新進行歐姆調(diào)零
實驗(5)測量完畢,將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF”擋
2測.量:小燈泡的電壓和電流
3.測埴二極管的正、反向電阻
4.探索黑箱內(nèi)的電學元件
?.測電阻時.電阻值等于指針的示數(shù)與倍率的乘積
2.測電流和電壓時,如果表盤的最小刻度為等.
數(shù)據(jù)讀數(shù)時應(yīng)讀到最小刻度的下一位,若表盤的最小刻度為0.2、
分析0.02、0.5。05等,讀數(shù)時只讀到與最小刻度位數(shù)相同即可
「注意事項」
1.使用多用電表的注意事項
(1)使用前要先機械調(diào)零。
⑵兩表筆在使用時,電流總是“紅進黑出”。
(3)測電阻時
①指針指中值附近較準,否則換擋。
②每換一擋必須重新歐姆調(diào)零。
③讀出示數(shù)要乘以倍率。
(4)使用完畢,選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋,長期不用應(yīng)取出電
池。
2.電路故障檢測注意事項
將多用電表撥到直流電壓擋作為電壓表使用。在電源完好時,將電壓表與外
電路的各部分電路并聯(lián)。若電壓表示數(shù)等于電源電動勢,則說明該部分電路內(nèi)有
斷點。
「誤差分析」
1.偶然誤差
(1)估讀時帶來的誤差。
(2)表頭指針角度偏轉(zhuǎn)過大或過小都會使誤差增大。
2.系統(tǒng)誤差
(1)電池用舊后,電動勢會減小,內(nèi)阻會變大,致使電阻測量值偏大,要及時
更換電池。
(2)測電流、電壓時,由于電表內(nèi)阻的影響,測得的電流、電壓值均小于真實
考點1多用電表的原理及使用
典例圖甲為某同學組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池;R、
R2、R3、Rt和R是定值電阻,尺是可變電阻;表頭?的滿偏電流為250HA,內(nèi)阻
為480Q。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有
5個擋位,5個擋位為:直流電壓1V擋和5V擋,直流電流1mA擋和2.5mA擋,
歐姆“X100C”擋。
A-v-n
(1)圖甲中的A端與.(選填“紅”或“黑”)色表筆相連接。
(2)關(guān)于R6的使用,下列說法正確的是。
A.在使用多用電表之前,調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置
B.使用歐姆擋時,先將兩表筆短接,調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”
位置
C.使用電流擋時,調(diào)整治使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置
(3)根據(jù)題給條件可得RI+R2=C,R4=Qo
(4)某次測量時,該多用電表指針位置如圖乙所示。若此時8端是與“1”相連的,
則多用電表的讀數(shù)為;若此時B端是與“3”相連的,則讀數(shù)為
;若此時B端是與“5”相連的,則讀數(shù)為。(結(jié)果均保留3
位有效數(shù)字)
【自主解答】
解析:(1)與歐姆表內(nèi)電源正極相連的是黑表筆。
(2冰6是可變電阻,它的作用就是歐姆表調(diào)零,也就是使用歐姆擋時,先將兩
表筆短接,調(diào)整心使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置,故B正確。
(3)換擋開關(guān)接2時,是量程較小的電流表,所以
RI+H2=^"=160Q
換擋開關(guān)接4時,是量程較小的電壓表,這時表頭與Ri、R2并聯(lián)組成新表頭,
新表頭的內(nèi)阻
(R+R2)R
=120Q
R\+/?2+Rg
新表頭的量程是0?1mA,所以
"l0-3C—l20c=880。。
(4)某次測量時,該多用電表的指針位置如題圖乙所示。若此時B端與“1”相連,
則多用電表是量程為0?2.5mA的電流表,則讀數(shù)為1.44mA;若此時8端與“3”
相連,多用電表是歐姆“X100Q”擋,則讀數(shù)為11.0X100Q,即1.10義1()3。;
若此時B端與“5”相連,多用電表是量程為0?5V的電壓表,則讀數(shù)為2.89V。
答案:⑴黑(2)B(3)160880(4)1.44mA
1.10X103Q2.89V
考點2用多用電表判斷電路故障
典例如圖所示是某同學連接的實驗電路實物圖。若燈Li、L2都不亮,他采用
下列兩種方法進行故障檢查:
(1)使用多用電表的直流電壓擋進行檢查,那么選擇開關(guān)應(yīng)置于的量程是()
A.0~2.5VB.0-10V
C.0-50VD.0—250V
(2)該同學的測試結(jié)果如表1所示,在測試a、8間直流電壓時,紅表筆應(yīng)接觸
(選填“a"或*”)。根據(jù)測試結(jié)果,可以判定故障是()
A.燈Li短路B.燈L2短路
C.cd段斷路D.4段斷路
表1
測試點。、bc、dd、f
電壓表示數(shù)情況有示數(shù)無示數(shù)有示數(shù)
(3)將開關(guān)斷開,再選擇歐姆擋測試,測試結(jié)果如表2所示,那么進一步檢查
出的故障是()
A.燈L斷路
B.燈L2斷路
C.燈Li、燈L2都斷路
D.de段斷路
表2
測試點c、dd、ee、f
指針偏轉(zhuǎn)情況
【自主解答】
解析:(1)四節(jié)干電池的總電動勢為6V,應(yīng)用多用電表的直流電壓的10V擋
進行測量,故選B。
(2)在測試“、匕間直流電壓時,因為電流必須從多用電表的正接線柱流入,所
以紅表筆應(yīng)當接觸心若燈Li短路,則燈Li不亮,而燈Lz亮,這與題述不符,故
A錯誤;若燈L2短路,則燈L2不亮,而燈Li亮,這與題述不符,故B錯誤;若
cd段斷路,則d、/間沒有電壓,無示數(shù),故C錯誤;若分段斷路,電路中無電流,
兩燈都不亮,a、Z?和d、./■間有電壓,c、d間無電壓,與題述相符,故D正確。
(3)歐姆表的無窮大刻度在最左端,零刻度在最右端,電路斷路時,其電阻為
無窮大。根據(jù)歐姆表的讀數(shù)可知,d、e間電阻無窮大,說明d、e間導線斷路,故
D正確。
答案:(1)B(2)aD(3)D
【核心歸納】
使用多用電表檢測故障的三點注意事項
(1)電流擋檢測:將電流表串聯(lián)在電路中,若示數(shù)為0,說明與電流表串聯(lián)的部
分電路斷路。
(2)電壓擋檢測:將電壓表與部分電路并聯(lián),若示數(shù)為0或小于電動勢,說明
該部分電路完好。若示數(shù)等于電動勢,說明該部分電路中有斷點。
(3)歐姆擋檢測:將各元件與電源斷開,然后接到紅、黑表筆間,若電阻無窮
大說明此元件斷路。
考點3用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學元件
典例如圖甲所示的黑箱中有三只完全相同的電學元件,小明使用多用電表對
其進行探測。
(1)在使用多用電表前,發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處,應(yīng)先調(diào)整圖中多用電
表的(選填“A”“B”或"C”)。
(2)在用多用電表的直流電壓擋探測黑箱a、人接點間是否存在電源時,一表筆
接a,另一表筆應(yīng)________(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b,同時觀察指針偏轉(zhuǎn)情
況。
(3)在判定黑箱中無電源后,將選擇開關(guān)旋至歐姆“XI”擋,調(diào)節(jié)好多用電表,
測量各接點間的阻值。測量中發(fā)現(xiàn),每對接點間正、反向阻值均相等,測量記錄
如表所示。兩表筆分別接。、8時,多用電表的示數(shù)如圖乙所示。請將記錄表補充
完整,并在黑箱圖甲中畫出一種可能的電路。
兩表筆接的接點多用電表的示數(shù)
。、h________Q
a、C10.0Q
b、c15.0Q
【自主解答】
解析:⑴使用多用電表前應(yīng)先調(diào)整“指針定位螺絲”A,使指針指到左邊的“0”
刻度線處。
(2)為保護多用電表的內(nèi)部元件,在測量黑箱中是否存在電源時,應(yīng)短暫接觸
接點b?
(3)歐姆表的讀數(shù)為5.0X1Q=5.0C:每對接點間正、反向電阻均相同,說明
黑箱中沒有二極管元件,根據(jù)表格中兩接點間電阻的數(shù)值,可設(shè)計的電路圖如圖
甲、乙所示。
甲乙
答案:(1)A⑵短暫(3)5.0見解析圖
【核心歸納】
判斷元件應(yīng)用擋位現(xiàn)象
電源電壓擋兩接線柱正、反接時均無示數(shù),說明無電源
電阻歐姆擋兩接線柱正、反接時示數(shù)相同
示數(shù)很小說明黑表筆接二極管正極,示數(shù)很大說明黑
二極管歐姆擋
表筆接二極管負極
指針先指向某一小阻值后逐漸增大到“8",且指針
電容器歐姆擋
擺動越來越慢
考點4實驗的改進與創(chuàng)新
典例某興趣小組對市場中的電線進行調(diào)查。
⑴如圖甲所示,采用繞線法測得該電線直徑為mm。
甲乙
(2)取長度為100m的電線,欲測其電阻:
①先用多用電表進行粗略測量,將多用電表的選擇開關(guān)置于“X10”擋并調(diào)
零后,兩表筆接觸待測電阻的兩端進行測量,表盤指針如圖乙所示。為了使測量
值更準確,選擇開關(guān)應(yīng)置于(選填"X1”“X100”或“X1k”)擋,并將
兩表筆短接,調(diào)節(jié)圖丙中的(選填"A”或"B”)重新調(diào)零后進行測量。
②用伏安法測量其電阻,并設(shè)計如圖丁所示的電路,則電壓表的另一端應(yīng)接
(選填%”或?"),測得電壓表示數(shù)為4.50V,而電流表示數(shù)如圖戊所示,
則所測的電阻為Qo
【自主解答】
解析:(1)由題圖甲可知,10匝導線的直徑之和為12.0mm,則該導線的直徑
u12.0-…
為-j^mm=1.20mmo
(2)①歐姆表偏轉(zhuǎn)角度過大,說明待測電阻的阻值較小,應(yīng)換用小倍率擋;換
擋后,需要重新進行歐姆調(diào)零,方法是將兩表筆短接,調(diào)節(jié)題圖丙中的B旋鈕(歐
姆調(diào)零旋鈕),使指針指到歐姆零刻度處。②因待測電阻的阻值較小,應(yīng)采用電流
表外接法,故電壓表的另一端應(yīng)接a;電流表量程為0?3A,分度值為0.1A,則
450
讀數(shù)為2.50A,故電阻/?=方。=1.80。。
答案:(1)1.20(2)?XIB②a1.80
實驗三電源電動勢和內(nèi)阻的測量
「注意事項
1.電池選?。簯?yīng)選用內(nèi)阻較大的舊電池。
2.實驗操作:實驗中不宜將電流調(diào)得過大,電表讀數(shù)要快,每次讀完數(shù)后立
即斷開開關(guān)。
3.數(shù)據(jù)要求:要測出不少于6組的(/,S數(shù)據(jù),且變化范圍要大些。
4.描點畫圖:畫U-/圖線時,應(yīng)使圖線通過盡可能多的點,并使不在直線上
的點均勻分布在直線的兩側(cè),個別偏離直線太遠的點可舍去。
5.縱軸標度的確定:縱軸的刻度可以不從0開始,而是依據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某
一恰當值開始(橫坐標/必須從0開始)。但這時圖線和橫軸的交點不再是短
路電流,而圖線與縱軸的截距仍為電源電動勢,圖線斜率的絕對值仍為內(nèi)阻。
「誤差分析」
1.偶然誤差
(1)由于電表讀數(shù)不準確引起誤差。
(2)用圖像法求E和r時,由于作圖不準確造成的誤差。
(3)測量過程中通電時間過長或電流過大,都會引起E、r變化。
2.系統(tǒng)誤差
(1)若采用如圖甲所示電路圖,其U-I圖像如圖乙所示。由于電壓表的分流作
用造成誤差。
①當電壓表示數(shù)越大時,電壓表分流越大;反之,電壓表分流越小,可推斷
電壓表示數(shù)為0時,/v=0,短路電流的測量值等于真實值。
②E測<E賓,r測<「其。
(2)若采用如圖丙所示電路圖,其U-I圖像如圖丁所示。由于電流表的分壓作
用造成誤差。
①當電壓表示數(shù)越小時,電流表的分壓越大;電壓表示數(shù)越大時,電流表的
分壓越小,可推斷斷路時,電流表分壓為0,則斷路時,電壓表示數(shù)等于電動勢。
②E測=£良,r;財>「真,一般來說,「測的誤差非常大。
考點1實驗思路與實驗操作
典例用電流表和電壓表測定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組(電動勢約4.5V,
內(nèi)電阻約1Q)的電動勢和內(nèi)電阻,除待測電池組、開關(guān)、導線外,還有下列器材
供選用:
A.電流表:量程0?0.6A,內(nèi)電阻約1Q
B.電流表:量程0?3A,內(nèi)電阻約0.2Q
C.電壓表:量程0?3V,內(nèi)電阻約30kC
D.電壓表:量程0?6V,內(nèi)電阻約60kQ
E.滑動變阻器:0?1000Q,額定電流0.5A
F.滑動變阻器:0?20Q,額定電流2A
(1)為了使測量結(jié)果盡量準確,電流表應(yīng)選用,電壓表應(yīng)選用,
滑動變阻器應(yīng)選用o(均填儀器的字母代號)
(2)如圖所示為正確選擇儀器后,連好的部分電路。為了使測量誤差盡可能小,
還需在電路中用導線將和相連、和相連、
和相連。(均填儀器上接線柱的字母代號)
【自主解答】
解析:(1)電池組的總電動勢約為4.5V,應(yīng)選擇量程為0?6V的電壓表?;?/p>
動變阻器應(yīng)選擇阻值接近電源內(nèi)阻的,以便調(diào)節(jié)。電流表在選擇時應(yīng)注意量程與
滑動變阻器的調(diào)節(jié)范圍。
(2)按照所選電壓表和電流表,由于電源內(nèi)阻較小,為減小誤差,設(shè)計電路如
圖所示,因此將a、d相連,c、g相連,于、力相連。
答案:(1)ADF(2)adcgfh
考點2數(shù)據(jù)分析與誤差分析
典例(2020.浙江高考)某同學分別用圖甲和圖乙的電路測量同一節(jié)干電池的電
動勢和內(nèi)阻。
(1)在方框中畫出圖乙的電路圖。
(2)某次測量時電流表和電壓表的示數(shù)如圖所示,則電流/=A,電壓
U=Vo
⑶實驗得到如圖所示的兩條直線,圖中直線I對應(yīng)的電路是圖(選填
“甲”或“乙”)。
(4)該電池的電動勢石=V(結(jié)果保留3位有效數(shù)字),內(nèi)阻r=
Q(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
【自主解答】
解析:(1)題圖乙中,電流表內(nèi)接,滑動變阻器串聯(lián)接在電源兩端,電壓表測
路端電壓,則題圖乙對應(yīng)的電路如圖所示。
-_ii——
(2)一節(jié)干電池的電動勢一般約為1.5V,故電壓表量程應(yīng)選擇0?3V,電流表
量程應(yīng)選擇0?0.6A,所以兩電表的讀數(shù)分別為1.30V、0.40Ao
(3)由閉合電路歐姆定律可得U=E-Ir,可得U-I圖像的縱軸截距為電源電動
勢,圖線斜率的絕對值為電源內(nèi)阻。題圖甲中電流表外接,則實驗測得的電源內(nèi)
阻廣加=廠內(nèi)+小,測量值偏大;題圖乙中電源內(nèi)阻r*i=一工一八內(nèi),測量值偏小,但
r內(nèi)十rv
是由于rv》r*,故題圖乙實驗測出的內(nèi)阻誤差更小,故圖線I對應(yīng)題圖乙,圖線
II對應(yīng)題圖甲。
(4)由于干電池內(nèi)阻較小,故采用題圖乙所示實驗電路。根據(jù)閉合電路的歐姆
E—LJ
定律有E=U+〃,則r=一廠,將題圖中的圖線I延長,與縱軸的交點即為電源
p—TJ1弓?一130
的電動勢E=1.52V,將圖線I上的任一點代入,得r=—j~='04-Q=
0.55Qo
答案:(1)見解析圖(2)0.40(0.39?0.41均可)1.30(1.29?1.31均可)(3)乙
(4)1.52(1.51?1.54均可)0.55(0.52?0.56均可)
考點3實驗的改進與創(chuàng)新
典例(2018?江蘇高考)一同學測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻。
(1)圖甲所示是該同學正準備接入最后一根導線(圖中虛線所示)時的實驗電路。
請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處。
待測干電池開關(guān)
甲
⑵實驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)/,以及計算的7數(shù)據(jù)見下表:
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